一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106401947A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201611030659.7(22)申请日2016.11.16(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人王君黄松王安振黄译民张凌宏王鑫鑫祝玉婷(51)Int.Cl.F04C2/16(2006.01)F04C13/00(2006.01)F04C15/00(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图2页(54)发明名称一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子(57)摘要本发明提出一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子及双螺杆式气液混输泵，螺杆转子由吸入段(Ⅰ)和压缩排出段(Ⅱ)组成，吸入段(Ⅰ)截面型线保持不变，实现无间隙啮合；压缩排出段(Ⅱ)的截面型线是变化的，实现有间隙啮合，并且啮合间隙逐渐增大；在任意轴向位置处，螺杆转子的轴向截面型线都包括6段曲线和1个点；通过变螺距产生内压缩过程，使气液介质增压过程平稳，螺杆转子采用变化的啮合间隙，工作中形成一条从压缩腔通向排出口方向的卸压通道，在气液混合增压过程中，随着压缩腔容积的减小，从气液介质从压缩腔向排出口产生少量泄漏，实现液相压缩的随机卸荷，解决了因液体不可压缩而易产生的压力骤增和液击问题。CN106401947ACN106401947A权利要求书1/3页1.一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子，其特征是：螺杆转子由吸入段(Ⅰ)和压缩排出段(Ⅱ)组成，其吸入段(Ⅰ)连接吸入口(3)，压缩排出段(Ⅱ)连接排出口(4)；吸入段(Ⅰ)和压缩排出段(Ⅱ)之间是光滑连接的；螺杆转子是变螺距的，从吸入段(Ⅰ)到压缩排出段(Ⅱ)方向，螺杆转子的螺距是逐渐减小的；螺杆转子的吸入段(Ⅰ)的任意轴向位置处的截面型线是相同的，螺杆转子的压缩排出段(Ⅱ)的任意轴向位置处的截面型线是变化的，螺杆转子的压缩排出段(Ⅱ)呈锥形，越靠近排出口(4)，其外径越小。2.如权利要求1所述的一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子，其特征是：在工作过程中，右旋螺杆转子(1)与左旋螺杆转子(2)相互啮合，在两个螺杆转子的吸入段(Ⅰ)为无啮合间隙，在两个螺杆转子的压缩排出段(Ⅱ)为变啮合间隙；在其压缩排出段(Ⅱ)，右旋螺杆转子(1)的齿顶圆弧螺旋面(11)与左旋螺杆转子(2)齿根圆弧螺旋面(22)之间存在啮合间隙δ1，左旋螺杆转子(2)的齿顶圆弧螺旋面(21)与右旋螺杆转子(1)齿根圆弧螺旋面(12)之间存在啮合间隙δ2，右旋螺杆转子(1)的齿顶圆弧螺旋面(11)与泵壳(5)之间存在啮合间隙δ3，左旋螺杆转子(2)的齿顶圆弧螺旋面(12)与泵壳(5)之间存在啮合间隙δ4；在压缩排出段(Ⅱ)的不同轴向位置处，啮合间隙δ1、δ2、δ3、δ4是变化的，越靠近排出口(4)，啮合间隙δ1、δ2、δ3、δ4越大。3.如权利要求1所述的一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子，其特征是：在螺杆转子的任意轴向位置处，右旋螺杆转子(1)的右旋截面型线(401)与左旋螺杆转子(2)的左旋截面型线(402)相同，都包括6段曲线和一个点，只是相互错开的角度不同；右旋螺杆转子(1)的右旋截面型线(401)包括：圆渐开线AB、点B、齿顶圆弧BC、齿尖圆弧CD、摆线的等距曲线DE、齿根圆弧EF、摆线FA；在工作中，以上各段曲线分别与左旋螺杆转子(2)的左旋截面型线(402)中的圆渐开线ba、摆线af、齿根圆弧fe、摆线的等距曲线ed、齿尖圆弧dc、齿顶圆弧cb、点b能够实现正确的啮合；各段曲线的方程如下：圆渐开线AB的方程为：齿顶圆弧BC的方程为：齿尖圆弧CD的方程为：摆线的等距曲线DE的方程为：齿根圆弧EF的方程为：2CN106401947A权利要求书2/3页摆线FA的方程为：式中：t—角度参数，rad；Rb—圆渐开线的基圆半径，mm；R1—齿顶圆弧半径，mm；r—爪尖圆弧半径，mm；R2—节圆半径，mm；R3—齿根圆弧半径，mm。4.如权利要求1所述的一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子，其特征是：右旋螺杆转子(1)和左旋螺杆转子(2)均为变螺的；右旋螺杆转子(1)是由右旋截面型线(401)沿右旋的变螺距圆柱螺旋线作螺旋展开而生成的；左旋螺杆转子(2)是左旋截面型线(402)沿左旋的变螺距圆柱螺旋线作螺旋展开而生成的；左旋的变螺距圆柱螺旋线与右旋的变螺距圆柱螺旋线具有相同的螺距变化规律，但旋向不同；左旋的变螺距圆柱螺旋线的方程为：右旋的变螺距圆柱螺旋线的方程为：式中：τ—螺旋线展开角；R—螺旋线基圆半径；P—初始螺距；λ—系数；n—螺距数。5.如权利要求1所述的一种变螺距变啮合间隙的螺杆转子，其特征是：在螺杆转子的压缩排出段(Ⅱ)的任意轴向位置处，其截面型线上的齿顶圆弧半径R1、节圆半径R2、齿